为了降低薄膜孔径和空隙率,郝新敏等研究了制膜参数与孔径间的内在关系,创造性地将双层PTFE基带同时脱脂,通过高温和特殊的压合技术,将两层PTFE基带焊接,经过共同拉伸和固化后,制备PTFE/PTFE非对称复合膜。通过制膜参数调控和PTFE共拉伸技术可加工孔径为0.1~5μm的薄膜,满足了薄膜多用途的需要,解决了传统制膜设备和工艺制得的薄膜均匀性差、孔径大等问题。PTFE/PTFE非对称复合膜加工工艺如下。
(1)混料 选择结晶度高(≥98%)的聚四氟乙烯分散树脂粉末,将聚四氟乙烯树脂粉末与液体润滑剂按重量比20%~120%混合均匀,在20`30℃静置60~80h,使树脂粉末与液体润滑剂充分混合,筛去较大粉粒;液体润滑油一般选用液态石蜡、石油醚、煤油。
(2)压坯与挤出 将混合好的聚四氟乙烯物料在压坯机上压制成圆柱形毛坯,将毛坯通过推压机挤出棒状物,然后经压延机压延成聚四氟乙烯基带,压延过程中采用热风烘燥,。
(3)焊接与纵向拉伸 将经50~90℃油处理后的两层或两层以上聚四氟乙烯基带叠合,在烘箱中进行纵向拉伸,将基带焊接在一起,加工成脱脂基带;或直接将三层或三层以上聚四氟乙烯基带叠合,在烘箱中进行纵向拉伸,将基带焊接在一起,加工成脱脂基带。
(4)横向拉伸和烧结 将脱脂基带在扩幅机上进行横向拉伸,最后烧结热定型,制备纳米孔径的聚四氟乙烯薄膜。
也可以不采用氟油处理,烘箱温度必须提高到200~380℃。将脱脂基带在扩幅机上进行横向拉伸,最后在250~380℃下烧结热定型。
采用上述方法加工聚四氟乙烯复合膜,工艺简单、成本低,所制成的薄膜孔径小于0.1μm,且孔径均匀,分布较窄。
郝新敏等利用共拉伸技术制备了一种多层复合膜,复合基带为聚四氟乙烯—热塑性透湿薄膜—聚四氟乙烯三层复合基带,根据产品的用途不同,热塑性透湿薄膜可选用聚乙烯薄膜、聚丙烯薄膜、聚酯薄膜或聚氨酯薄膜。这种复合膜在提高防护性能的同时,保证了透湿性能。将上述方法制备的多层复合膜与机织布、针织布或非制造布通过黏合剂采用层压方式制备成防护材料。
双层膜的平均孔径和孔隙率明显低于相同条件下的单层PTFE薄膜。因此,共拉伸技术加工PTFE微孔薄膜是技术的关键,而双层PTFE之间的焊接是技术难点。